Análisis de los asentamientos en suelos aluviales de la llanura del río Tarqui debido a los terraplenes que se construirán para la autopista acceso sur a Cuenca

 

Authors

Naula Salazar, Andrea Elizabeth

Format

MasterThesis

Status

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Description

El Ministerio de Transporte y Obras Públicas (MTOP) ente encargado de gestionar, evaluar, implementar, planificar y desarrollar proyectos de carreteras, contrató el estudio de la autopista Acceso Sur a Cuenca, en el cual se considera la construcción de terraplenes que soporten a la vía, donde algunos tramos se asientan sobre suelos blandos, que de acuerdo a las propiedades que presenta cada estrato, pueden ocasionar problemas por asentamientos que comprometan la serviciabilidad de la vía. El presente trabajo de titulación se enfoca en calcular y analizar los asentamientos generados en los terraplenes, incluyendo un análisis de sensibilidad de los parámetros más influyentes que interviene en el cálculo del mismo, mediante métodos de elementos finitos (PLAXIS). La evaluación se realiza en la sección de terraplén de la abscisa 11+530 del trazado vial, que se ubica en la llanura de inundación del río Tarqui. El suelo de fundación fue caracterizado por medio de información geológica, geofísica, geotécnica (ensayos de laboratorio e in situ), encontrando estratos de suelos granulares y finos. En el terraplén de análisis se realizó la evaluación de la estabilidad global, encontrándose factores de seguridad para las condiciones estáticas de 1.88 y pseudoestáticas de 1.11, considerando la construcción de un pedraplén por debajo de la punta del terraplén como medida de mejoramiento. Para el estado de servicio, utilizando PLAXIS y el modelo constitutivo de Soft Soil, el asentamiento obtenido fue de 0.36 m (menor a la normativa) cuando se ha disipado el exceso de presión de poro. Los materiales de suelo fino presentan características de permeabilidad, sobreconsolidación y compresibilidad que influyen en el cálculo de los asentamientos, por lo tanto, se seleccionó al índice de compresión y recompresión (CR y RR) como los parámetros más influyentes dentro del análisis de sensibilidad, cuyos rangos de variación se definieron mediante una evaluación estadística de la media muestral y poblacional de dichos parámetros, dando como resultado un rango para CR de (0.14, 0.24) y RR de (0.02, 0.04) para las arcillas y para los limos de (0.11, 0.15), (0.03, 0.02) de CR y RR, respectivamente. Del análisis de sensibilidad, se encontró que el parámetro más influyente en el asentamiento es CR del estrato de Arcilla 2 con un porcentaje de sensibilidad de 66% seguido de CR de la Arcilla 1 con un valor de 16 % y finalmente, el índice de compresión del Limo 1 con un porcentaje de 6%. En el caso de los índices de recompresión para los 3 estratos se han obtenido valores del 6%, 5% y 1% para la Arcilla 2, Arcilla 1 y Limo 2, por lo que se evidencia que no tienen gran influencia en el cálculo de las deformaciones
The Ministerio de Transporte y Obras Públicas (MTOP), the entity in charge of managing, evaluating, implementing, planning and developing highway projects, contracted the study of the highway Acceso Sur a Cuenca. The study considers the construction of embankments to support the road, where some sections are located on soft soils, which, according to the properties of each stratum, can cause settlement problems that compromise the serviceability of the road. This degree project is focused on calculating and analyzing the settlements generated in the embankments, including a sensitivity analysis of the most influential parameters involved in the calculation of settlements, using finite element methods (PLAXIS). The evaluation is carried out in the embankment section of the 11+530 abscissa of the road, that is located the floodplain of the Tarqui river, where information is available from the borings performed on the site. The foundation soil was characterized by means of geological, geophysical and geotechnical information (laboratory and in situ tests), finding strata of granular and fine soils. In the analyzed embankment the evaluation of the global stability was performed, resulting in safety factors for static conditions of 1.88 and pseudo-static of 1.11, considering the construction of a pedraplén below the toe of the embankment as an improvement measure. For the serviceability condition, using PLAXIS and the Soft Soil constitutive model, the settlement obtained was 0.36 m (less than the regulations) when the excess pore pressure has been dissipated. The fine soil materials have permeability, over consolidation and compressibility characteristics that influence the settlement calculation, therefore, the compression and recompression index (CR and RR) were selected as the most influential parameters within the sensitivity analysis, whose ranges of variation were defined by a statistical evaluation of the sample and population mean of these parameters, resulting in a CR range of (0. 14, 0.24) and RR range of (0.02, 0.04) for clays and for silts of (0.11, 0.15), (0.03, 0.02) of CR and RR, respectively. From the sensitivity analysis, it was found that the most influential parameter on settlement is CR of Clay 2 stratum with a sensitivity percentage of 66% followed by CR of Clay 1 with a value of 16 % and finally the compression index of Silt 1 with a percentage of 6%. In the case of the recompression indexes for the 3 strata, values of 6%, 5% and 1% have been obtained for Clay 2, Clay 1 and Silt 2, so it is evident that they do not have a great influence on the calculation of deformations.
Magíster en Ingeniería en Vialidad y Transportes
Cuenca

Publication Year

2022

Language

spa

Topic

Ingeniería Civil
Terraplenes
Tratamiento del suelo
Construcción
Inundaciones
Vialidad

Repository

Repositorio Universidad de Cuenca

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http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/38732

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